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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 4Vrx9 sA1 应用示例简述 WDQw)EUl& 1. 系统细节 C 8qVYrw 光源 <]kifiN# — 高斯激光束 eKek~U& 组件 $,#,yl ol — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~ZXAW~a} — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 B)L;ja 探测器 Cd51.Sk(l — 视觉感知的仿真 2Ik@L, — 高帽,转换效率,信噪比 X]AbBzy 建模/设计 NzuH&o][ — 场追迹: P'q ._U 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 U&<w{cuA o;M-M(EZQ6 2. 系统说明 M}W};~V2ng t4CI +fqy
B#9T6|2 LTt|"D 3. 建模&设计结果 +)7Yqh#$ 4E.K6=k|=a 不同真实傅里叶透镜的结果: }%I)bU 0&|,HK
{glRXR =| M[JPr 4. 总结 8/* 6&#- 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 =*?2+ ; %Lwd1'C% 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Il9pL~u 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 @C fxPA "JCvsCe 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 GDj
ViAFm 7Vxe]s 应用示例详细内容 FI|@=l;_ k1
系统参数 +: oD?h V`z2F'vT 1. 该应用实例的内容 Sk 10"D B/ @YfCS8
eH 9AROvq|# $k&}{c8P %aeQL;# V 2. 仿真任务 !.ot&EbE %7oB[2 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 -O=a"G= _F1{<" 4 3. 参数:准直输入光源 (W l5F
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+T@a/(Gl `y!6(xI 4. 参数:SLM透射函数 GL_a`.=@ hA81(JWG
L('G1J} 5. 由理想系统到实际系统 >r"~t70C~] (]mh}=:KDg ]'UO]i/ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 yEfV8aY'* 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 O}!L;? 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 3e g<) 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 D~xUr)E 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 hC.7Z]
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syYg, G[ *eO@<j? 应用示例详细内容 kxg]sr" m$xyUv1 仿真&结果 L/w9dk*uv Upr:sB 1. VirtualLab中SLM的仿真 cmIAWFj-)e I,r 3.2u 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 {q1&4U~'>O 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 nNIV( 为优化计算加入一个旋转平面 OKp(A b-{\manH PomX@N}1 :ji_dQ8k 2. 参数:双凸球面透镜 b+NF:-fO %3i/PIN _gY
so]S^B 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &DFe+y~PR 由于对称形状,前后焦距一致。 ?'K}bmdt}. 参数是对应波长532nm。 &
Ci UU 透镜材料N-BK7。 l|ZwZix 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ZbYwuyHk(3 KLXv?4!
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/c`)Er6d zVs_|x=" 3. 结果:双凸球面透镜 1{% EQhNd yg "u^*r& !GMb~ 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ^6 +P&MxM 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 jz|zq\Eek 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 I<.3"F1} *&B*/HAN
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0z."6r 4. 参数:优化球面透镜 W;,.OoDc> 9c806>]U^ Zb7KHKO{ 然后,使用一个优化后的球面透镜。 v|jBRKU99 通过优化曲率半径获得最小波像差。
:XF;v 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 l_u1 ~ K 透镜材料同样为N-BK7。 /yIkHb^c q:-8W[_ sRo%=7Z 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 lMp)T** [Y*p
I&f
anA>' 63 :SSe0ZZ_6b 5. 结果:优化的球面透镜 Y{@ez
l{aXX[E&1 0<Px2/ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ^MUtmzh 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 j0o_`` 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ,g{`M]Ov
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-U"(CGb5 1I KDp]SN 6. 参数:非球面透镜 $t-HJ<! L]kSj$A c^UG}:Y 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 j;1X- 非球面透镜材料同样为N-BK7。 fT/;TK>z> 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 k5=0L_xc >va#PFHA 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 WU{G_Fqaz UL(R/yc >&e|ins^N
F^&_O*" d~O\zLQ; 7. 结果:非球面透镜
EdE,K1gD {?l#*XH; +Ld4e] 生成期望的高帽光束形状。 28LjQ! 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 DK&J"0jz, 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 MI!C% p-y,OG
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CG@ LYN 6N :fq 8. 总结 -JaC~v(0 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Qg C B@A3T8' 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yiSv#wD9 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^4O1:_|G L/"XIMI*Xg 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 -j`tBv)
5pI2G 扩展阅读 tV9nC 55Y BO$
扩展阅读 VW I{ wC 开始视频 bwqla43gX - 光路图介绍 4E J 该应用示例相关文件: D^]7/w:$- - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5<GC - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 hoD (G X
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